Los reguladores lineales como el 7805 son ineficientes, y más aún cuando el voltaje de entrada es mayor. Funciona como una resistencia variable, que varía su valor para mantener constante la tensión de salida, aquí 5V. Eso significa que la corriente consumida por su circuito de 5V también fluye a través de esta resistencia variable. Si su circuito disipa 1A, la disipación de potencia en el 7805 será
\ $ P = \ Delta V \ cdot I = (9V - 5V) \ cdot 1A = 4W \ $
4W en un solo componente es bastante alto, el 5W en su circuito probablemente se distribuirá en varios componentes. Significa que el 7805 necesitará un disipador de calor, y eso es a menudo una mala señal: demasiada disipación de energía. Esto será peor con mayores voltajes de entrada, y la eficiencia de la regulación se puede calcular como
\ $ \ eta = \ dfrac {P_ {OUT}} {P_ {IN}} = \ dfrac {V_ {OUT} \ cdot I_ {OUT}} {V_ {IN} \ cdot I_ {IN}} = \ dfrac {V_ {OUT}} {V_ {IN}} \ $
desde \ $ I_ {OUT} = I_ {IN} \ $.
Entonces, en este caso \ $ \ eta = \ dfrac {5V} {9V} = 0.56 \ $ o 56%. Con voltajes de entrada más altos, esta eficiencia incluso empeorará.
La solución es un regulador de conmutación o conmutador para abreviar. Hay diferentes tipos de conmutadores según la relación \ $ V_ {IN} / V_ {OUT} \ $. Si \ $ V_ {OUT} \ $ es menor que \ $ V_ {IN} \ $ usa un convertidor buck .
Si bien incluso un regulador lineal ideal tiene una eficiencia baja, un conmutador ideal tiene una eficiencia del 100%, y la eficiencia real se puede predecir por las propiedades de los componentes usados. Por ejemplo, hay una caída de voltaje sobre el diodo y resistencia de la bobina. Un conmutador bien diseñado puede tener una eficiencia tan alta como el 95% , como para la relación dada de 5V / 9V. Diferentes relaciones de voltaje pueden resultar en eficiencias algo más bajas. De todos modos, el 95% de eficiencia significa que la potencia disipada en el regulador es
\ $ P_ {SWITCHER} = \ left (\ dfrac {1} {\ eta} - 1 \ right) \ cdot P_ {OUT} = \ left (\ dfrac {1} {0.95} - 1 \ right) \ cdot 5W = 0.26W \ $
que es lo suficientemente bajo como para no necesitar un disipador de calor. De hecho, el propio regulador de conmutación puede estar en un paquete SOT23, con los otros componentes, como SMD de bobina y diodo.